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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）中文摘要
本文分析了制動(dòng)器支架的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度和原材料性能，并具體指出了該產(chǎn)品的成型難點(diǎn)；擬定了模沖孔落料模具和折彎模沖壓工藝方案；詳細(xì)闡述了排樣設(shè)計(jì)方法和過(guò)程，確定了該產(chǎn)品需要沖孔、落料、折彎的二維和排樣圖；完成了所有必要的工藝計(jì)算，包括模具刃口尺寸、各工位沖壓力、總的沖壓工藝力、壓力中心等；概述了模具概要設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)的闡述了模具主要零件的結(jié)構(gòu)、尺寸設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)的選用。同時(shí)闡述了模具的工作過(guò)程、各成形動(dòng)作的協(xié)調(diào)性并對(duì)設(shè)備選擇和核算進(jìn)行了較為細(xì)致的敘述。
關(guān)鍵詞 折彎制件 模沖孔落料模具 折彎模 工藝分析 零件設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）外文摘要
Title Design of the Stamping Process and the
die for the spring hook
Abstract
This paper analyzes the technical characteristics of the spring hook such as configuration dimension precision and the capability of the raw materials .There are including the difficulties of this production in the molding ,studying out the technics of the progressive die ,making sure the layout project and the die general structure. The progressive die could complete thirteen processes that include punching, blanking, bending and so on .It has finished all needed technical count ,including the knife-edge of the mold, the force of ench process , punch technical force of the all process and the stress center of the mold .It summarizes the method of designing this mold .It introduces the design and manufacture of the punch, the die, the stripping device, the pushing device, and the blanking holders in details. And it also expatiates the working process of the die, the coordination about each motion of figurations. Besides it has a section about equipment choosing and proofreading.
Keywords bend product progressive-die technical analysis die design
目 錄
緒論…………………………………………………………… …….1-2
一 模具的工藝分析………………………………………………….2-5
1、 零件工藝分析......................................4-5
2、工藝方案的確定....................................4-5
二 排樣設(shè)計(jì)........................ ...... .. ..........5-6
2.1毛坯排樣設(shè)計(jì)................................6-7
2.2材料的利用率................................7-8
三 工藝計(jì)算...................................... ......8-10
3.1沖壓工藝力的計(jì)算..................... ........8-10
3.1.1沖裁力計(jì)算.................................8-9
3.1.2折彎力的計(jì)算...............................9-10
3.2壓力中計(jì)算………………………………………………10
四 模具總體概要設(shè)計(jì)…………………………………………….11-14
4.1模具概要設(shè)計(jì)………………………………………………11
4.2模具零件結(jié)構(gòu)形式確定…………………………………11-20
4.2.1定位機(jī)構(gòu)………………………………………….11-13
4.2.2卸料機(jī)構(gòu)…………………………………………….13-16
4.2.3導(dǎo)向機(jī)構(gòu)………………………………………………16-20
五 模具詳細(xì)設(shè)計(jì)…………………………… ……………………20-27
5.1工作零件………………………………………………….20-27
5.1.1沖裁凸、凹?！?0-21
5.1.2折彎凸、凹?！?1-21
5.1.3凸模高度設(shè)計(jì)…………………………………………22-22
5.2定位零件………………………………………………22-22
5.2.1導(dǎo)向零件………………………………………………23-23
5.2.2擋料零件 23-23
5.3出件零件 24-24
5.3.1卸料零件 25-25
5.3.2頂件零件 25-25
5.4導(dǎo)向零件…………………………………………………26-27
5.5其他零件…………………………………………………27-27
第五章設(shè)備選擇……………………………………………………28-28
6.1設(shè)備噸位確定………………………… …… … ……28-28
6.2設(shè)備校核………………………………………………………28
第七章結(jié)論…………………………………………………………29
第八章參考文獻(xiàn)………………………………………………………30
第九章致謝..................................................31
一、緒 論
沖壓加工技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門中，幾乎都有沖壓加工或沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)。沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一。沖裁是利用模具使板料的一部分沿一定的輪廓形狀與另一部分產(chǎn)生分離以獲得制件的工序。
如沖裁的目的在于獲得一定形狀和尺寸的內(nèi)孔，封閉曲線以外部分為制件稱為沖孔；沖裁的目的在于獲得具有一定外形輪廓和尺寸的制件，封閉曲線以內(nèi)的部分為制件稱為落料。顯著提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。
如折彎模是將板彎成一定形狀和角度的零件的成形方法，是板料沖壓中加工工序之一。 沖壓生產(chǎn)主要是利用沖壓設(shè)備和模具實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬材料（板料）的加工過(guò)程。所以沖壓加工具有如下特點(diǎn)：
1）生產(chǎn)效率高、操作簡(jiǎn)單、內(nèi)容實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，特別適合于成批大量生產(chǎn)；
2）沖壓零件表面光滑、尺寸精度穩(wěn)定，互換性好，成本低廉；
3）在材料消耗不多的情況下，可以獲得強(qiáng)度高、剛度大、而重量小的零件；
4）可得到其他加工方法難以加工或無(wú)法加工的復(fù)雜形狀零件。
由于沖壓加工具有節(jié)材、節(jié)能和生產(chǎn)效率高等突出特點(diǎn)，決定了沖壓產(chǎn)品成本低廉，效益較好，因而沖壓生產(chǎn)在制造行業(yè)中占重要地位。
本論文主要對(duì)制動(dòng)器支架折彎沖壓模具設(shè)計(jì)為主線，依據(jù)模具的基本組成部分，采取基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)技巧相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合，圖例與剖析相結(jié)合，模具設(shè)計(jì)與加工工藝相結(jié)合的方式，分析制動(dòng)器支架折彎的沖壓工藝性，提出設(shè)計(jì)其模具的多種方案，通過(guò)比較分析設(shè)計(jì)出較合理的模具。同時(shí)，從模具的加工工藝的角度出發(fā)，分析并提供便于加工的模具結(jié)構(gòu)形式，使模具設(shè)計(jì)和加工更加緊密的結(jié)合在一起。
本論文在設(shè)計(jì)時(shí)廣泛吸收了國(guó)內(nèi)外各個(gè)領(lǐng)域成熟的經(jīng)驗(yàn)和最新的參考資料，并在模具的成型零部件等關(guān)鍵部位采用了國(guó)內(nèi)外的優(yōu)質(zhì)模具鋼。為了順應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要，在技術(shù)上也有一定的創(chuàng)新，使用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)繪圖，像PRO/E、AUTOCAD等，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是按檢閱資料、學(xué)習(xí)、消化、吸收、創(chuàng)新的思路進(jìn)行的。本論文是關(guān)于介紹我在畢業(yè)設(shè)計(jì)中做的制動(dòng)器支架中折彎沖孔落料模具和折彎模以及滑導(dǎo)2的沖孔落料復(fù)合模的全部設(shè)計(jì)資料，文中包含了較詳細(xì)的工藝分析、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及沖壓機(jī)床的選擇。整個(gè)設(shè)計(jì)是在老師的輔導(dǎo)下以及和同學(xué)的相互探討下完成，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，我增加了專業(yè)知識(shí)，豐富了視野，提高了自主創(chuàng)新的能力。但是，我畢竟是初次接觸級(jí)進(jìn)模具如此具體的設(shè)計(jì)，再加上知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的局限現(xiàn)性，設(shè)計(jì)內(nèi)容可能會(huì)有一些漏洞和錯(cuò)誤，學(xué)生的所有不足之處，殷切希望各位尊敬的老師及所有的評(píng)委能給予指正和指導(dǎo)，謝謝各位老師。
一模具的工藝分析
1.零件的工藝分析
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品見圖1.1所示，材料為厚2mm的Q235鋼板料,要求批量為中批量。該零件屬于典型的沖裁、折彎件，尤其是內(nèi)折彎的成型設(shè)計(jì)過(guò)程，因此，與普通的折彎相比，變形簡(jiǎn)單，對(duì)工藝與模具的要求更不高。
圖1.1制動(dòng)器支架折彎零件圖
圖2制動(dòng)器支架
零件尺寸：圖1圖2中零件的標(biāo)注公差都為IT12級(jí)精度，其余未注由圖中技術(shù)要求可知為IT14級(jí)，零件的尺寸較小，成形的位置較為緊湊，成形比較簡(jiǎn)單。
零件材料為Q235鋼，有很良好的塑性，料厚為2mm屬薄料，沖壓性能良好。
零件的結(jié)構(gòu)：零件需要經(jīng)過(guò)一次沖裁和二次的折彎成型，零件的結(jié)構(gòu)比較對(duì)稱，沖壓性能仍然很良好。
綜上所述，得到結(jié)論：零件具有較好的可沖壓性。
產(chǎn)品的展開
相對(duì)彎曲半徑為：R/t=2/2=1>0.5
式中：R——彎曲半徑（mm）
t——材料厚度（mm）
由于相對(duì)彎曲半徑大于0.5，可見制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應(yīng)該先
求變形區(qū)中性層曲率半徑ρ
ρ=r+kt (4—1)
式中：r—彎曲件內(nèi)層的彎曲半徑
t—材料厚度
k—中性層系數(shù)
表4—1 板料彎曲中性層系數(shù)
r/t
0.1
0.2
0.25
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
1.0
k1
0.30
0.33
0.35
0.36
0.37
0.38
0.39
0.41
0.42
k2
0.23
0.29
0.31
0.32
0.35
0.37
0.38
0.40
0.41
r/t
1.2
1.5
1.8
2
2.5
3
3.75
4
4.5
k1
0.43
0.45
0.46
0.46
0.458
0.464
0.470
0.472
0.474
k2
0.42
0.44
0.45
0.45
0.460
0.473
0.475
0.476
0.478
注：k1適用于有頂板V形件或U件彎曲,k2適用于無(wú)頂板V形件彎曲。
查表4—1，k=0.458
根據(jù)公式4—1 ρ= r+kt
=2 + 0.458 x 2
=2.916mm
圖4—1 計(jì)算展開尺寸示意圖
根據(jù)零件圖上得知，圓角半徑較大（R>0.5t），彎曲件毛坯的長(zhǎng)度
公式為：
L=L1+L2+L3+π(r+kt) (4—2)
式中：L—彎曲件毛坯張開長(zhǎng)度 （mm）
圓弧部分弧長(zhǎng): s=ρa(bǔ) (4—3)
在圖4—1中：
s=2.916 x π/2
L=54+2x24-4x(r+2)+2s=92.6
根據(jù)計(jì)算得：工件的展開尺寸為74x83 如圖4-2所示
圖4—2 尺寸展開圖
2.工藝方案的確定
圖1工藝方案的內(nèi)容是確定沖裁件的工藝路線，主要包括確定工序數(shù)、工序的組合和工序的順序安排等，應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案，再根據(jù)工件的批量、形狀、尺寸等方面的因素，全面考慮、綜合分析，選取一個(gè)較為合理的方案。
沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。
復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序；級(jí)進(jìn)沖裁是把一個(gè)沖裁件的幾個(gè)工序，排列成一定順序，組成級(jí)進(jìn)模，在壓力機(jī)的一次行程中，模具的不同位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序，除最初幾次沖程外，每次沖程都可以完成一個(gè)沖裁件。該工件包括沖孔、落料、折彎三個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案：
方案一：先落料，在沖孔，最后折彎。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓再折彎。采用復(fù)合模具生產(chǎn)。
方案三：沖孔—折彎 再折彎—落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
方案一 雖然工序較多
方案三是一種多工位、效率高的加工方法，但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量、小型沖壓件。而且工作周期長(zhǎng)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本過(guò)高。
方案二采用模具具生產(chǎn)，只需二副模具即可成型，模具結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件的精度及生產(chǎn)效率都比較高，適合大批量生產(chǎn)。沖裁薄材小型折彎件，模具制造工作量比級(jí)進(jìn)模低。
通過(guò)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。
二模具的設(shè)計(jì)
2.1毛坯排樣設(shè)計(jì)
根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排和沖裁搭邊法等多種形式。
采用少、無(wú)廢料排樣法，工件與工件之間，工件與條料之間存在較少或沒有搭邊，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。有廢料排樣時(shí)，工件與工件之間。工件與條料邊緣之間都有搭邊存在，沖裁件質(zhì)量較容易保證，并具有保護(hù)模具的作用，但材料利用率低。
根據(jù)設(shè)計(jì)的零件的兩個(gè)孔均有位置公差無(wú)要求，所以采用無(wú)廢料直排法。
圖4-3 排樣圖
搭邊值的確定
排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的制件；保證條料有一定的剛度，便于送料；能起到保護(hù)模具的作用，以免模具過(guò)早地磨損而報(bào)廢。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命，或影響送料工作。
搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。
表4—2 搭邊a和a1數(shù)值
材料厚度
圓件及圓角r＞2t的工件
矩形工件邊長(zhǎng)L≤50mm
矩形工件邊長(zhǎng)L＞50mm
或r≤2t的工件
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
≤ 0.25
＞0.25~0.5
＞0.5~0.8
＞0.8~1.2
＞1.2~1.6
＞1.6~2.0
＞2.0~2.5
＞
1.8
1.2
1.0
0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
3.0
0.6t
2.0
1.5
1.2
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.5
0.7t
2.2
1.8
1.5
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.5
3.5
0.7t
2.5
2.0
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
2.8
2.2
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
3.0
2.5
2.0
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
3.5
4.5
0.9t
搭邊值是廢料，所以應(yīng)盡量取小，但過(guò)小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損表4—2給出了鋼（WC 0.05%～0.25%）的搭邊值。
對(duì)于其他材料的應(yīng)將表中的數(shù)值乘以下列數(shù)：
中等硬度鋼（WC0.3%～0.45）0.9，硬鋼（WC0.5%～0.65%）0.8
硬黃銅 1～1.1 ，硬鋁1~1.2，軟黃銅、純鋁1.2，其他鋁1.3~1.4非金屬1.5~2
根據(jù)排樣的方式，可以確定此零件不需要搭邊值。故兩制件之間的搭邊值a1=2,側(cè)搭邊值a=2.5.
條料寬度的確定
計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮；
有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。
無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。
有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。
采用無(wú)側(cè)壓裝置的模具，使條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)。
條料寬度公式：
B=（L+2a） （4—4）其中條料寬度偏差上偏差為0，下偏差為-△，見表4-3條料寬度偏差。
L——制件垂直于送料方向的基本尺寸。
a——側(cè)面搭邊值。
查表4—3條料寬度偏差為0.6
根據(jù)公式4 —4 B=（L+2a）
=（100+2x2）
=104
表4—3 條料寬度公差(mm)
條料寬度
B/mm
材料厚度t/mm
～1
>1~2
>2~3
～50
0.4
0.5
0.7
>50~100
0.5
0.6
0.8
>100~150
0.6
0.7
0.9
送料步距的確定
送料步距S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值;最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙
送料步距S
S = Dmax + a1 (4—5)
Dmax — 制件平行于送料方向的最大尺寸。
a1 — 兩工件之間的搭邊值。
S= 85.5mm
2.2 材料的利用率
沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。
一個(gè)布局內(nèi)的材料利用率
η＝Ａ/BS×100% （4—6）
式中 A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；
B—條料寬度；
S—步距；
三 工藝計(jì)算
3.1 沖壓工藝力的計(jì)算
工藝計(jì)算是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，只有正確的計(jì)算出各道工序的凸凹模尺寸、沖壓力、毛壞尺寸等，才能設(shè)計(jì)出正確的模具。而且是選用壓力機(jī)、模具設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核的重要依據(jù)。為了充分發(fā)揮壓力機(jī)的潛力，避免因超載而損壞壓力機(jī)，所以計(jì)算是非常必要的。
工藝計(jì)算是選用壓力機(jī)、模具設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核的重要依據(jù)。為了充分發(fā)揮壓力機(jī)的潛力，避免因超載而損壞壓力機(jī)，所以計(jì)算是非常必要的。
3.1.1沖裁力計(jì)算
沖裁力是沖裁力、卸料力、推件力和頂料力的總稱。
沖裁力是凸模與凹模相對(duì)運(yùn)動(dòng)使工件與板料分離所需要的力，它與材料的厚度、工件的周長(zhǎng)、材料的力學(xué)性能等參數(shù)有關(guān)。沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計(jì)算沖裁力的大小是為了合理的利用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力，所設(shè)計(jì)的模具必須能夠傳遞和承受所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。
該模具采用彈性卸料和下方出料方式。總沖壓力由沖裁力、卸料力和推件力組成。由于采用復(fù)合沖裁模，其沖裁力由落料沖裁力和沖孔沖裁力兩部分組成
沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)材料的壓力，它是隨凸模行程而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的最大值。平刃沖模的沖裁力可按下式計(jì)算：
（3.1）
式中 F——沖裁力（N）；
L——零件剪切周長(zhǎng)（mm）；
t——材料厚度（mm）；
——材料抗拉強(qiáng)度（MPa）。
K——系數(shù),一般取K=1.3。
已知零件材料是Q235,取=450Mpa，材料厚度t=2mm,L值由全部沖裁線即沖裁零件周長(zhǎng)尺寸組成
1） 落料、沖孔沖裁力。材料Q235的抗拉強(qiáng)度可按
2） 推件力。查表得推件力系數(shù)，凹模中的卡件數(shù)為4。
3） 卸料力。查表得卸料力系數(shù)。
卸料力、推件力和頂件力系數(shù)
料厚t/mm
K卸
K 推
K頂
鋼
≤0.1
＞0.1~0.5
＞0.5~2.5
＞2.5~6.5
＞6.5
0.060~0.090
0.040~0.070
0.025~0.060
0.02~0.050
0.015~0.040
0.1
0.065
0.050
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
鋁、鋁合金
純銅，黃銅
0.030~0.080
0.020~0.060
0.03~0.07
0.03~0.09
對(duì)于表中的數(shù)據(jù)，厚的材料取小值，薄的材料取大值。
3.1.2折彎力的計(jì)算
折彎力是指壓力機(jī)完成預(yù)定的折彎工序所施加給板料的壓力，這是選擇壓力機(jī)的依據(jù)。
為了合理地選擇壓力機(jī)和模具設(shè)計(jì)，必須計(jì)算折彎力。折彎力的大小不僅與毛坯的尺寸、材料的力學(xué)性能、晚期半徑等有關(guān)，而且和折彎方式也有很大的關(guān)系，從理論上計(jì)算折彎力比較繁雜，精確度亦不高，因此生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。此此畢業(yè)設(shè)計(jì)中所涉及的折彎均視為校正折彎。
由參考文獻(xiàn)[3] 表3-3得：
折彎力為：
= （4-6）
式中 C——與彎曲形式有關(guān)的系數(shù)，對(duì)于U形件C取0.6；對(duì)于U形件C取0.7；
K——安全系數(shù)，一般取1.3；
B——料寬（mm）；
t ——料厚（mm）；
r ——彎曲半徑（mm）；
——材料強(qiáng)度極限(MPa)。
該工件屬于U形件，則：
=(2X1.3X101.6X2X2)/(1+2.5) =301KN
選擇壓力機(jī)時(shí)：
=301KN
2.2壓力中心計(jì)算
沖壓力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄的軸線以及和壓力機(jī)滑塊的中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導(dǎo)向機(jī)構(gòu)滑動(dòng)件之間的磨損，提高運(yùn)動(dòng)精度以及模具和壓力機(jī)的壽命。
沖模壓力中心的求法，采用求平衡力系合力作用點(diǎn)的方法。由于絕大部分沖
裁件沿沖裁輪廓的斷面厚度不變，輪廓各部分的沖裁力與輪廓長(zhǎng)度成正比，所以，求合力作用點(diǎn)可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的重心。具體的方法如下：
1） 按比例畫出沖壓輪廓線，選定直角坐標(biāo)x-y;
2） 把圖形分成幾部分，計(jì)算各部分長(zhǎng)度L1、L2、….Ln，并求出各部分重心位置的坐標(biāo)值；
3） 按下列公式求出沖模壓力中心的坐標(biāo)值（X0,Y0）
由于該零件形狀對(duì)稱，所以壓力中心在該零件的中點(diǎn)上坐標(biāo)值（X0,Y0）。
四模具總體概要設(shè)計(jì)
4.1 模具概要設(shè)計(jì)
模是用多個(gè)零件按照一定關(guān)系裝配而成的有機(jī)整體，結(jié)構(gòu)是模具的“形”。模具的優(yōu)劣很大程度上體現(xiàn)在模具結(jié)構(gòu)上，因此沖孔落料模具和折彎模的結(jié)構(gòu)對(duì)模具的工作性能、加工性、成本、周期、壽命等起著決定性作用。
在此次模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大體可以分為兩步：第一步根據(jù)工序排樣的結(jié)果確定模具的基本結(jié)構(gòu)框架，確定組成沖孔落料模具和折彎模的主要結(jié)構(gòu)單元及形式，對(duì)模具制造和使用提出要求；第二步確定各結(jié)構(gòu)單元的組成零件及零件間的連接關(guān)系。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果是模具裝配圖和零件明細(xì)表。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概要設(shè)計(jì)是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的開始，它以工序排樣圖為基礎(chǔ)，根據(jù)產(chǎn)品零件要求，確定沖孔落料模具和折彎模的基本結(jié)構(gòu)框架。結(jié)構(gòu)概要設(shè)計(jì)包括：
（1）模具基本結(jié)構(gòu)：定位方式以及導(dǎo)向方式確定;卸料方式以及出件方式確定；
（2）模具基本尺寸：模具工作空間尺寸、各個(gè)板的厚度、閉合高度。
（3）模架基本結(jié)構(gòu)：模架的類型;導(dǎo)柱與導(dǎo)套選配以及模柄類型的選擇。
（4）壓力機(jī)的選擇：壓力機(jī)的類型；壓力機(jī)規(guī)格。
4.2 模具零件結(jié)構(gòu)形式確定
本模具是用沖孔落料模具和折彎模完成的如圖4.1(a)和圖4.1(b)。采用對(duì)角模架，滾動(dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套機(jī)構(gòu)導(dǎo)向，彈性卸料板卸料，采用裝置頂桿頂料。
4.1(a)
4.1(b)
4.1(d) 模具二維總裝圖
導(dǎo)料銷進(jìn)行導(dǎo)向，定位板定位，推桿進(jìn)行推出制件，并完成零件的沖孔、落料、折彎工序。模具主要有上模座、凸模墊板（上墊板）、凸制模固定板、卸料板、凸凹模固定板、凹模墊板（下墊板）、定位板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套。沖孔落料模具凹模周界長(zhǎng)300mm,寬250mm,模具總長(zhǎng)420mm，總寬290mm。模具的閉合高度是219mm。折彎模凹模周界長(zhǎng)200mm寬200mm,模具總長(zhǎng)300mm，總寬250mm。模具的閉合高度是215mm。凸模固定板用于安裝所有沖孔凸模、凹模板用于沖孔、折彎凸模。所有沖孔凸模、折彎凸模。折彎凹模和采用單邊掛臺(tái)固定在卸料板上，裝配后磨平。其中最后一步折彎凸模采用鑲塊結(jié)構(gòu)，與凹模墊板采用螺釘緊固、銷釘定位的方式固定。卸料板是一整塊，采用四個(gè)螺釘固定。
3.2.1 定位機(jī)構(gòu)
為限制被沖材料的進(jìn)給步距和正確地將工件安放在沖模上完成下一步的沖壓工序，必須采用各種形式的定位裝置。用于沖模的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、擋料銷、定位板、導(dǎo)向銷、定距側(cè)刃和側(cè)壓裝置等。定位裝置應(yīng)避免油污、碎屑的干擾并且不與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)干涉。定位精度要求較高時(shí)，要考慮粗精度和精精度兩套裝置，分步進(jìn)行；坯料需要兩個(gè)以上工序的定位時(shí)，它們的定位應(yīng)該一致。
綜上所述：在此次模具設(shè)計(jì)中方向采用帶側(cè)刃進(jìn)行粗定位，導(dǎo)正銷精確定位；方向上采用導(dǎo)料板與導(dǎo)正銷進(jìn)行定位。本模具中，側(cè)刃采用成型側(cè)刃的形式。在第一工位時(shí)成沖導(dǎo)正孔的凸模同時(shí)沖下。在第二工位時(shí)，當(dāng)條料沿著導(dǎo)料板送進(jìn)一段距離后（一個(gè)步距），導(dǎo)料板上的臺(tái)階（相當(dāng)與擋塊的作用）擋住條料以阻止條料的繼續(xù)前進(jìn)，起到粗定位的作用，上模下行時(shí)，導(dǎo)正銷首先插入到導(dǎo)正孔中，糾正送料誤差，對(duì)條料進(jìn)行精確定位。采用的彈頂結(jié)構(gòu)，在工作的時(shí)候可以起到頂料的作用，將條料頂出繼續(xù)向前送料。
3.2.2 卸料機(jī)構(gòu)
卸料機(jī)構(gòu)的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時(shí)也可作壓料板用以防止材料變形，并能幫助送料導(dǎo)向和保護(hù)凸模等。可分為固定剛性卸料板以及彈性卸料板。
在本次模具設(shè)計(jì)中采用彈性卸料板，彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄料，使工件的平面度提高。在折彎成型時(shí)，可以防止條料發(fā)生側(cè)移。當(dāng)上模上行時(shí)，卸料板將卡在凸模上的條料推下。同時(shí)，在下模部分安裝有彈頂裝置，上模上行一段距離后，卸料板不再壓住條料時(shí)，頂件塊和浮頂裝置將條料頂出最大的成型距離。此時(shí)，條料完成了一個(gè)工位的成型，向前送進(jìn)一個(gè)步距。
3.2.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
對(duì)生產(chǎn)批量大，要求模具壽命和制件精度較高的沖模。一般應(yīng)采用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來(lái)保證上、下模的精確導(dǎo)向。上、下模導(dǎo)向，在凸、凹模開始閉合前或壓料板接觸制件前就應(yīng)該充分的合上。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有導(dǎo)柱、導(dǎo)套機(jī)構(gòu)，側(cè)導(dǎo)板與導(dǎo)板機(jī)構(gòu)和導(dǎo)塊機(jī)構(gòu)。在此副模具中由于零件的尺寸較小，對(duì)制件的精度要求較高。所以采用四角滾動(dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套和旋入式模柄配合，這樣的四導(dǎo)柱導(dǎo)向精度比較平穩(wěn)，精度較高。
五模具詳細(xì)設(shè)計(jì)
5.1 工作零件
5.1.1沖裁凸、凹模刃口尺寸計(jì)算
一、沖裁凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則
計(jì)算沖裁凸、凹模刃口的依據(jù)為：①?zèng)_裁變形規(guī)律，即落料件尺寸與凹模刃口尺寸相等，沖孔尺寸與凸模刃口尺寸相同。②零件的尺寸精度。③合理的間隙值。④磨損規(guī)律，如圓形凹模尺寸磨損后變大，凸模尺寸磨損后變小，間隙磨損后變大。⑤沖模的加工制造方法。因而在計(jì)算人口尺寸時(shí)應(yīng)按下述原則進(jìn)行。
㈠ 保證沖出合格的零件
根據(jù)沖裁變形規(guī)律，沖孔尺寸等于凸模刃口尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺寸。因而沖孔時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)。落料時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)件的尺寸應(yīng)在零件的公差范圍內(nèi)。沖孔時(shí)間隙取在凹模上，落料時(shí)間隙取在凸模上。
㈡ 保證模具有一定的使用壽命
新模具的間隙應(yīng)是最小的間隙，磨損后到最大合理間隙。考慮到?jīng)_裁時(shí)凸、凹模的磨損，在設(shè)計(jì)凸、凹模刃口尺寸時(shí)，對(duì)基準(zhǔn)刃口尺寸在磨損后增大的，其刃口的公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較小的數(shù)值。對(duì)基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減小的，其人口的公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較大的數(shù)值。這樣，在凸凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的零件。
㈢ 考慮沖模制造修理方便，降低成本
為使新模具的間隙值不小于最小合理間隙，一般凹模公差標(biāo)注成+，凸模公差標(biāo)注成。間隙能保證的條件下不要把制造公差定的太緊。一般模具制造精度比工件精度高2至4級(jí)。若零件沒有標(biāo)注公差，對(duì)于非圓形見按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14精度處理。本畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)未標(biāo)注公差的零件尺寸采用IT12精度處理。
二、沖裁刃口尺寸計(jì)算方法
制造沖模的關(guān)鍵主要是控制凸、凹模刃口尺寸及其間隙合理。由于模具加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸計(jì)算公式和公差標(biāo)注也不同。凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算方法基本上可分為兩類，分別加工與配合加工，對(duì)于形狀復(fù)雜或薄料的沖裁件的沖裁，為了保證凸、凹模之間的間隙值，一般采用配合加工。此方法是先加工好其中一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件來(lái)加工另一件，使他們之間保持一定的間隙。這種加工方法的特點(diǎn)是
⑴ 模具間隙是在配制中保證的，因此不需要較核，所以加工基準(zhǔn)時(shí)可以適當(dāng)放寬公差，使其加工容易。
⑵ 尺寸標(biāo)注簡(jiǎn)單，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和公差，配制件僅標(biāo)注基準(zhǔn)尺寸并注明配做所留間隙值。
由于形狀復(fù)雜工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模與凹模磨損情況也不同，有變大的、有變小的、也有不變的，必須對(duì)有關(guān)尺寸進(jìn)行具體分析后，按前述尺寸計(jì)算原則區(qū)別對(duì)待。
查表2-1得模具沖裁間隙值，，查表2.11的凸、凹模制造公差：，，查表2-4得，因數(shù)x=0.75, 取0.2
校核：Zmax-Zmin=0.36-0.246=0.104mm，
滿足校核條件
1. 沖孔 應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，然后配做凹模。
⑴變小的尺寸 這類尺寸就是前面所述沖孔基準(zhǔn)件凸模尺寸，應(yīng)按式：應(yīng)用公式:
⑵增大的尺寸 這類尺寸在沖孔凸模上相當(dāng)于落料基準(zhǔn)件凹模尺寸，應(yīng)按式計(jì)算：
⑶無(wú)變化的尺寸 這類尺寸可分為以下情況：
當(dāng)孔的尺寸為時(shí) =
當(dāng)孔的尺寸為時(shí) =
當(dāng)孔的尺寸為時(shí)
2．（1）沖孔 沖6的孔應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，然后配做凹模
（2）（1）沖孔 沖50的孔應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，然后配做凹模
（3）落料 應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，然后配做凸模
按計(jì)算尺寸和公差制造凸模后，再按凸模刃口實(shí)際尺寸并保證最小合理間隙配做凹模。
沖裁模初始用間隙2c(mm)
材料
厚度
08、10、35、
09Mn、Q235
16Mn
40、50
65Mn
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
小于0.5
極小間隙
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.2
1.5
1.75
2.0
2.1
2.5 2.75
3.0
.3.5
4.0
4.5
5.5
6.0
0.040
0.048
0.064
0.072
0.092
0.100
0.126
0.132
0.220
0.246
0.260
0.260
0.400